(57)【要約】【課題】  所望の波長を効率よく実現し、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とするレーザ装置を提供する。【解決手段】  レーザ装置１００は、レーザ１０とロッカ用エタロン３２とロッカ用光検知部３３とを備えた波長ロッカ部３０と、レーザ１０に初期波長で発振させる第１の制御と、ロッカ用光検知部３３の検知結果に基づきレーザ１０の発振波長が位置しているスロープを検知する第２の制御と、ロッカ制御用スロープとは異なるスロープにレーザ１０の発振波長が位置する場合にレーザ１０の発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、第３の制御の後にロッカ用光検知部３３の検知結果と目標発振波長に応じたロッカ用光検知部３３の検知結果との差を参照してレーザ１０の発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザ１０の発振波長を制御する第４の制御とを行う制御手段３００とを備える。【選択図】        図１
2006286955.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発振波長が可変であるレーザと、
透過特性に周期的な波長ピークを有しかつ前記レーザの出力光を透過するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部と、
所定のパラメータにより前記レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、前記ロッカ用光検知部の検知結果に基づき前記レーザの発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープに前記レーザの発振波長が位置する場合に前記レーザの発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、前記第３の制御の後に前記ロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じた前記ロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して前記レーザの発振波長が前記目標発振波長に近づくように前記レーザの発振波長を制御する第４の制御とを行う制御手段とを備えることを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
発振波長が可変であるレーザと、
透過特性に周期的な波長ピークを有しかつ前記レーザの出力光を透過するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部と、
所定のパラメータにより前記レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、前記ロッカ用光検知部の検知結果に基づき前記レーザの発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープに前記レーザの発振波長が位置する場合に、前記レーザの発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、前記第３の制御の後に前記ロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づく前記ロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して前記レーザの発振波長が前記目標発振波長に近づくように前記レーザの発振波長を制御する第４の制御とを行う制御手段とを備えることを特徴とするレーザ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第２の制御の際、前記レーザの発振波長を変化させることによって生じる前記波長ロッカ用エタロンの透過光強度の増減関係に基づいて、前記レーザの発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知することを特徴とする請求項１または２記載のレーザ装置。
【請求項４】
前記レーザは、位相調整部を備え、
前記制御手段は、前記第２の制御の際、前記位相調整部により前記レーザの発振波長を制御することを特徴とする請求項３記載のレーザ装置。
【請求項５】
前記レーザの温度を制御する温度制御装置をさらに備え、
前記制御手段は、前記第２の制御および前記第３の制御の少なくともいずれか一方の制御の際に、前記温度制御装置によって前記レーザの発振波長を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレーザ装置。
【請求項６】
透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、
所定のパラメータにより前記波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、前記ロッカ用光検知部の検知結果に基づき前記波長可変レーザの発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープに前記波長可変レーザの発振波長が位置する場合に前記波長可変レーザの発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、前記第３の制御の後に前記ロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じた前記ロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して前記波長可変レーザの発振波長が前記目標発振波長に近づくように前記波長可変レーザの発振波長を制御する第４の制御とを行う制御手段を備えることを特徴とするレーザ装置の制御装置。
【請求項７】
透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、
所定のパラメータにより前記波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、前記ロッカ用光検知部の検知結果に基づき前記波長可変レーザの発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープに前記波長可変レーザの発振波長が位置する場合に、前記波長可変レーザの発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、前記第３の制御の後に前記ロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づく前記ロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して前記波長可変レーザの発振波長が前記目標発振波長に近づくように前記レーザの発振波長を制御する第４の制御とを行う制御手段を備えることを特徴とするレーザ装置の制御装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第２の制御の際、前記波長可変レーザの発振波長を変化させることによって生じる前記波長ロッカ用エタロンの透過光強度の増減関係に基づいて、前記波長可変レーザの発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知することを特徴とする請求項６または７記載のレーザ装置の制御装置。
【請求項９】
前記波長可変レーザは、位相調整部を備え、
前記制御手段は、前記第２の制御の際、前記位相調整部により前記波長可変レーザの発振波長を制御することを特徴とする請求項８記載のレーザ装置の制御装置。
【請求項１０】
前記波長可変レーザは、前記波長可変レーザの温度を制御する温度制御装置をさらに備え、
前記制御手段は、前記第２の制御および前記第３の制御の少なくともいずれか一方の制御の際に、前記温度制御装置によって前記波長可変レーザの発振波長を制御することを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載のレーザ装置の制御装置。
【請求項１１】
透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、
所定のパラメータにより前記波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、前記ロッカ用光検知部の検知結果に基づき前記波長可変レーザの発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープに前記波長可変レーザの発振波長が位置する場合に前記レーザの発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、前記第３の制御の後に前記ロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じた前記ロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して前記波長可変レーザの発振波長が前記目標発振波長に近づくように前記波長可変レーザの発振波長を制御する第４の制御とをなすことを特徴とするレーザ装置の制御方法。
【請求項１２】
透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、
所定のパラメータにより前記波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、前記ロッカ用光検知部の検知結果に基づき前記波長可変レーザの発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープに前記波長可変レーザの発振波長が位置する場合に、前記波長可変レーザの発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、前記第３の制御の後に前記ロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づく前記ロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して前記波長可変レーザの発振波長が前記目標発振波長に近づくように前記波長可変レーザの発振波長を制御する第４の制御とをなすことを特徴とするレーザ装置の制御方法。
【請求項１３】
前記第２の制御の際、前記波長可変レーザの発振波長を変化させることによって生じる前記波長ロッカ用エタロンの透過光強度の増減関係に基づいて、前記波長可変レーザの発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知することを特徴とする請求項１１または１２記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項１４】
前記波長可変レーザは、位相調整部を備え、
前記第２の制御の際、前記位相調整部により前記波長可変レーザの発振波長を制御することを特徴とする請求項１３記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項１５】
前記波長可変レーザは、前記波長可変レーザの温度を制御する温度制御装置をさらに備え、
前記第２の制御および前記第３の制御の少なくともいずれか一方の制御の際に、前記温度制御装置によって前記波長可変レーザの発振波長を制御することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載のレーザ装置の制御方法。
【請求項１６】
透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、
前記波長可変レーザに初期波長で発振させるためのパラメータを含む第１の情報と、前記波長可変レーザの発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせるためのパラメータを含む第２の情報と、目標発振波長に応じた前記ロッカ用光検知部の検知結果に相当する値を含む第３の情報とを含むことを特徴とするレーザ装置の制御情報。
【請求項１７】
透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、
前記波長可変レーザに初期波長で発振させるためのパラメータを含む第１の情報と、目標発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれに位置するかを指示するスロープ指示情報を含む第２の情報と、前記波長可変レーザの発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせるためのパラメータを含む第３の情報と、前記目標発振波長に応じた前記ロッカ用光検知部の検知結果に相当する値を含む第４の情報とを含むことを特徴とするレーザ装置の制御情報。
【請求項１８】
前記第１の情報は、前記波長可変レーザの各チャンネル波長ごとに設定されていることを特徴とする請求項１６または１７記載のレーザ装置の制御情報。
【請求項１９】
前記第１の情報は、前記波長可変レーザの初期波長が、前記ロッカ用エタロンの１つの増加スロープとそれに続く１つの減少スロープとの両方を含む帯域の範囲内で実現される精度をもつことを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載のレーザ装置の制御情報。
【請求項２０】
前記第１の情報は、前記波長可変レーザの初期波長が、前記ロッカ用エタロンの増加スロープと減少スロープの境界の波長を目指したパラメータであることを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載のレーザ装置の制御情報。
【請求項２１】
透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備えかつ発振波長が可変であるレーザ装置に所望の波長を発振する処理を行わせるためのプログラムであって、
所定のパラメータにより前記レーザ装置に初期波長で発振させる第１の命令と、前記ロッカ用光検知部の検知結果に基づき前記レーザ装置の発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを前記レーザ装置に検知させる第２の命令と、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープに前記レーザ装置の発振波長が位置する場合に前記レーザ装置に発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の命令と、前記第３の命令の後に前記ロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じた前記ロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して前記レーザ装置の発振波長が前記目標発振波長に近づくように前記レーザ装置に発振させる第４の命令とを含むことを特徴とするレーザ装置の制御プログラム。
【請求項２２】
透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備えかつ発振波長が可変であるレーザ装置に所望の波長を発振する処理を行わせるためのプログラムであって、
所定のパラメータにより前記レーザ装置に初期波長で発振させる第１の命令と、前記ロッカ用光検知部の検知結果に基づき前記レーザ装置の発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを前記レーザ装置に検知させる第２の命令と、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープに前記レーザ装置の発振波長が位置する場合に、前記レーザ装置に発振波長を前記ロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の命令と、前記第３の命令の後に前記ロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づく前記ロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して前記レーザ装置の発振波長が前記目標発振波長に近づくように前記レーザ装置に発振させる第４の命令とを含むことを特徴とするレーザ装置の制御プログラム。
【請求項２３】
前記第２の命令は、前記レーザ装置の発振波長を変化させることによって生じる前記波長ロッカ用エタロンの透過光強度の増減関係に基づいて、前記レーザ装置の発振波長が前記ロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知させる命令であることを特徴とする請求項２１または２２記載のレーザ装置の制御プログラム。
【請求項２４】
前記レーザ装置は、位相調整部を備え、
前記第２の命令の際の前記レーザ装置の発振波長の制御は、前記位相調整部によりなされることを特徴とする請求項２３記載のレーザ装置の制御プログラム。
【請求項２５】
前記レーザ装置は、前記レーザ装置の温度を制御する温度制御装置をさらに備え、
前記第２の命令および前記第３の命令の少なくともいずれか一方の命令の際の前記レーザ装置の発振波長の制御は、前記温度制御装置によってなされることを特徴とする請求項２１または２２記載のレーザ装置の制御プログラム。
【請求項２６】
発振波長が可変であるレーザと、
透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンと前記ロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部とを備え、
前記レーザの初期波長の精度は、前記ロッカ用エタロンの１つの増加スロープとそれに続く１つの減少スロープの両方を含む帯域内の精度であることを特徴とするレーザモジュール。
【請求項２７】
前記レーザは、外部共振器を備え、
前記初期波長の精度は、前記外部共振器の組立精度を含むことを特徴とする請求項２６記載のレーザモジュール。
【請求項２８】
前記レーザは、前記レーザの発振光の位相を制御する位相制御部をさらに備えることを特徴とする請求項２６または２７記載のレーザモジュール。
【請求項２９】
前記初期波長の精度は、前記初期波長が前記増加スロープおよび減少スロープの境界の波長を目指した場合における精度であることを特徴とする請求項２６記載のレーザモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザモジュール、レーザ装置、レーザ装置の制御装置、レーザ装置の制御情報、レーザ装置のプログラムおよびレーザ装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長ロッカと呼ばれるシステムを搭載した半導体レーザ装置が知られている。この波長ロッカは、入射波長に対して所定の透過特性を有するロッカ用エタロンと、そのロッカ用エタロンの透過光を検知する光検知手段を備える。波長ロッカは、光検知手段の検知結果に基づいて、所望の発振波長が実現されるように、半導体レーザ装置のパラメータを制御するものである（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、従来の波長ロッカのロッカ機能が実現されるためには、波長ロッカによりロッカ制御がなされる前にレーザ装置に所定の波長（初期波長）で発振させる必要がある。従来においては、その初期波長として許容される波長の範囲が狭かった。すなわち、高精度でのレーザ発振が必要であった。
【０００４】
これは、以下の理由によるものである。波長ロッカに利用されるエタロンは、よく知られているようにその透過特性に周期性を有している。したがって、エタロンの透過波長範囲には、波長変化に対して透過光強度が増加を示す部分（以下、増加スロープと呼ぶ）と減少を示す部分（以下、減少スロープと呼ぶ）とがある。以下、増加スロープおよび減少スロープのいずれか一方を単純にスロープと呼ぶ。
【０００５】
従来においては、波長ロッカによりロッカ制御がなされる前に、レーザ装置の発振波長を初期波長に調整するために、規定の制御パラメータ値によりレーザ装置が制御されている。この場合、初期波長が増加スロープにあるのか減少スロープにあるのかが不定となる。したがって、波長ロッカでレーザ装置の発振波長を検知していても、レーザ装置の発振波長を目標波長に調整するために、レーザ装置の発振波長を長波長側に制御するのか短波長側に制御するのかが不定となる。
【０００６】
図９を用いて上記の理由を説明する。図９は、従来のレーザ装置における波長制御を説明するための図である。図９の縦軸は波長ロッカが検知する光強度、すなわち波長ロッカに備えられたエタロンの透過特性を示している。図９の横軸は波長を示す。図９に示すように、波長の増加に伴い検知光強度が増大する部分が増加スロープであり、周波数の増加に伴い検知光強度が減少する部分は減少スロープである。
【０００７】
例えば、最終的な目標波長λ０が増加スロープ上にありかつ初期波長λ１が減少スロープ上に位置していた場合を考える。ロッカ検知部の検知光強度が目標光強度Ｐ０になるようにレーザ装置を制御する場合、増加スロープ上に初期波長が位置しているという前提に基づいて制御がなされる。
【０００８】
増加スロープ上に初期波長λ１’が位置している前提に基づいて制御を行うとロッカ検知部が目標光強度値Ｐ０を検知するようになるために、レーザ装置の発振波長が短波長側にΔλ１’分シフトする制御がなされる。この場合、ロッカ検知部が検知する光強度がＰ１’よりも減少するはずである。しかしながら、実際には、初期波長λ１が短波長側にΔλ１分だけ制御されることになるので、ロッカ検知部が検知する光強度は減少スロープに沿って増加してしまう。
【０００９】
以上のことから、目標値Ｐ０を得るために必要な光強度変化と実際に実現される光強度変化とが逆になり、レーザ装置は、全く制御不能になる、いわゆる暴走状態になってしまう。
【００１０】
これらの理由から、従来は制御の前提となるスロープ（増加又は減少スロープの何れか）内に初期波長が実現できるように、高精度の部品、高い組立精度、与えるパラメータ値の高精度な制御が必要であった。初期波長は、部品精度、組立精度、印加するパラメータ値の精度等により決定されるからである。
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−３０８４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、精度の高い部品、高い組立精度、規定パラメータ値の高精度な制御等は、コスト増大の要因となる。したがって、これらのコスト増大の要因を緩和する装置および方法が要求される。また、所望の波長を効率よく実現することが要求される。
本発明は、上記課題を解決するために、精度の高い部品、制御方法等を複雑化することなく、所望の波長を効率よく実現し、これをもって波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とするレーザモジュール、レーザ装置、レーザ装置の制御装置、レーザ装置の制御情報、レーザ装置のプログラムおよびレーザ装置の制御方法を提供することを目標とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るレーザ装置は、発振波長が可変であるレーザと、透過特性に周期的な波長ピークを有しかつレーザの出力光を透過するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部と、所定のパラメータによりレーザに初期波長で発振させる第１の制御と、ロッカ用光検知部の検知結果に基づきレーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープにレーザの発振波長が位置する場合にレーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果との差を参照してレーザの発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザの発振波長を制御する第４の制御とを行う制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明に係るレーザ装置においては、所定のパラメータを用いてレーザにより初期波長での発振が行われ、ロッカ用光検知部の検知結果に基づきレーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かが検知され、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープにレーザの発振波長が位置する場合にレーザの発振波長がロッカ制御用スロープにスキップされ、その後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果との差を参照してレーザの発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザの発振波長が制御される。この場合、初期波長がロッカ制御用スロープ上に位置してなくても、レーザの発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、精度の高い部品を用いることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。
【００１５】
本発明に係る他のレーザ装置は、発振波長が可変であるレーザと、透過特性に周期的な波長ピークを有しかつレーザの出力光を透過するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部と、所定のパラメータによりレーザに初期波長で発振させる第１の制御と、ロッカ用光検知部の検知結果に基づきレーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープにレーザの発振波長が位置する場合に、レーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づくロッカ用光検知部の検知結果との差を参照してレーザの発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザの発振波長を制御する第４の制御とを行う制御手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明に係る他のレーザ装置においては、所定のパラメータを用いてレーザにより初期波長での発振が行われ、ロッカ用光検知部の検知結果に基づきレーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かが検知され、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープにレーザの発振波長が位置する場合に、レーザの発振波長がロッカ制御用スロープにスキップされ、その後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づくロッカ用光検知部の検知結果との差を参照してレーザの発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザの発振波長が制御される。この場合、初期波長がスロープ指示情報により指定されたロッカ制御用スロープ上に位置していなくても、レーザの発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、精度の高い部品を用いることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。また、スロープ指示情報を書き換えるだけで増加スロープおよび減少スロープのいずれか任意のスロープをロッカ制御用スロープに設定することが可能になる。
【００１７】
制御手段は、第２の制御の際、レーザの発振波長を変化させることによって生じる波長ロッカ用エタロンの透過光強度の増減関係に基づいて、レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知してもよい。この場合、制御手段は、レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているかを確実に検知することができる。
【００１８】
レーザは、位相調整部を備え、制御手段は、第２の制御の際、位相調整部によりレーザの発振波長を制御してもよい。この場合、レーザの発振波長の制御精度が向上する。また、レーザの温度を制御する温度制御装置をさらに備え、制御手段は、第２の制御および第３の制御の少なくともいずれか一方の制御の際に、温度制御装置によってレーザの発振波長を制御してもよい。
【００１９】
本発明に係るレーザ装置の制御装置は、透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、所定のパラメータにより波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、ロッカ用光検知部の検知結果に基づき波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープに波長可変レーザの発振波長が位置する場合に波長可変レーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に近づくように波長可変レーザの発振波長を制御する第４の制御とを行う制御手段を備えることを特徴とするものである。
【００２０】
この場合、制御手段により、所定のパラメータにより波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御がなされ、ロッカ用光検知部の検知結果に基づき波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御がなされ、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープに波長可変レーザの発振波長が位置する場合に波長可変レーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御がなされ、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に近づくように波長可変レーザの発振波長を制御する第４の制御がなされる。それにより、初期波長がロッカ制御用スロープ上に位置してなくても、波長可変レーザの発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、精度の高い部品を用いることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。
【００２１】
本発明に係るレーザ装置の他の制御装置は、透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、所定のパラメータにより波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、ロッカ用光検知部の検知結果に基づき波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープに波長可変レーザの発振波長が位置する場合に、波長可変レーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づくロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザの発振波長を制御する第４の制御とを行う制御手段を備えることを特徴とするものである。
【００２２】
この場合、制御手段により、所定のパラメータにより波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御がなされ、ロッカ用光検知部の検知結果に基づき波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御がなされ、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープに波長可変レーザの発振波長が位置する場合に、波長可変レーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御がなされ、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づくロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザの発振波長を制御する第４の制御がなされる。それにより、初期波長がスロープ指示情報により指定されたロッカ制御用スロープ上に位置してなくても、波長可変レーザの発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、精度の高い部品を用いることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。また、スロープ指示情報を書き換えるだけで増加スロープおよび減少スロープのいずれか任意のスロープをロッカ制御用スロープに設定することが可能になる。
【００２３】
制御手段は、第２の制御の際、波長可変レーザの発振波長を変化させることによって生じる波長ロッカ用エタロンの透過光強度の増減関係に基づいて、波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知してもよい。この場合、制御手段は、波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているかを確実に検知することができる。
【００２４】
波長可変レーザは、位相調整部を備え、制御手段は、第２の制御の際、位相調整部により波長可変レーザの発振波長を制御してもよい。この場合、波長可変レーザの発振波長の制御精度が向上する。また、波長可変レーザは、波長可変レーザの温度を制御する温度制御装置をさらに備え、制御手段は、第２の制御および第３の制御の少なくともいずれか一方の制御の際に、温度制御装置によって波長可変レーザの発振波長を制御してもよい。
【００２５】
本発明に係るレーザ装置の制御方法は、透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、所定のパラメータにより波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、ロッカ用光検知部の検知結果に基づき波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープに波長可変レーザの発振波長が位置する場合にレーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に近づくように波長可変レーザの発振波長を制御する第４の制御とをなすことを特徴とするものである。
【００２６】
本発明に係るレーザ装置の制御方法においては、所定のパラメータにより波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御がなされ、ロッカ用光検知部の検知結果に基づき波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御がなされ、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープに波長可変レーザの発振波長が位置する場合にレーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御がなされ、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に近づくように波長可変レーザの発振波長を制御する第４の制御がなされる。この場合、初期波長がロッカ制御用スロープ上に位置していなくても、波長可変レーザの発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、精度の高い制御方法を用いることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。
【００２７】
本発明に係るレーザ装置の他の制御方法は、透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、所定のパラメータにより波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御と、ロッカ用光検知部の検知結果に基づき波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御と、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープに波長可変レーザの発振波長が位置する場合に、波長可変レーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御と、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づくロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に近づくように波長可変レーザの発振波長を制御する第４の制御とをなすことを特徴とするものである。
【００２８】
本発明に係るレーザ装置の他の制御方法においては、所定のパラメータにより波長可変レーザに初期波長で発振させる第１の制御がなされ、ロッカ用光検知部の検知結果に基づき波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知する第２の制御がなされ、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープに波長可変レーザの発振波長が位置する場合に、波長可変レーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の制御がなされ、第３の制御の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づくロッカ用光検知部の検知結果との差を参照して波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に近づくように波長可変レーザの発振波長を制御する第４の制御がなされる。この場合、初期波長がスロープ指示情報により指定されたロッカ制御用スロープ上に位置してなくても、波長可変レーザの発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、精度の高い制御方法を用いることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。また、スロープ指示情報を書き換えるだけで増加スロープおよび減少スロープのいずれか任意のスロープをロッカ制御用スロープに設定することが可能になる。
【００２９】
第２の制御の際、波長可変レーザの発振波長を変化させることによって生じる波長ロッカ用エタロンの透過光強度の増減関係に基づいて、波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知してもよい。この場合、波長可変レーザの発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているかを確実に検知することができる。
【００３０】
波長可変レーザは、位相調整部を備え、第２の制御の際、位相調整部により波長可変レーザの発振波長を制御してもよい。また、波長可変レーザは、波長可変レーザの温度を制御する温度制御装置をさらに備え、第２の制御および第３の制御の少なくともいずれか一方の制御の際に、温度制御装置によって波長可変レーザの発振波長を制御してもよい。
【００３１】
本発明に係るレーザ装置の制御情報は、透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、波長可変レーザに初期波長で発振させるためのパラメータを含む第１の情報と、波長可変レーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせるためのパラメータを含む第２の情報と、目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果に相当する値を含む第３の情報とを含むことを特徴とするものである。
【００３２】
この場合、第１の情報を用いて波長可変レーザにより初期波長での発振が行われ、第２の情報により波長可変レーザの発振波長がロッカ制御用スロープにスキップされ、第３の情報により波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に制御される。それにより、初期波長がロッカ制御用スロープ上に位置してなくても、波長可変レーザの発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、初期設定時の制御精度を高くすることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。
【００３３】
本発明に係るレーザ装置の他の制御情報は、透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備える波長可変レーザに対し、波長可変レーザに初期波長で発振させるためのパラメータを含む第１の情報と、目標発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれに位置するかを指示するスロープ指示情報を含む第２の情報と、波長可変レーザの発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせるためのパラメータを含む第３の情報と、目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果に相当する値を含む第４の情報とを含むことを特徴とするものである。
【００３４】
この場合、第１の情報を用いて波長可変レーザにより初期波長での発振が行われ、目標発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれに位置するか第２の情報により指示され、第３の情報により波長可変レーザの発振波長がロッカ制御用スロープにスキップされ、第４の情報により波長可変レーザの発振波長が目標発振波長に制御される。それにより、初期波長がスロープ指示情報により指定されたロッカ制御用スロープ上に位置してなくても、波長可変レーザの発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、初期設定時の制御精度を高くすることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。また、第２の情報を書き換えるだけで増加スロープおよび減少スロープのいずれか任意のスロープをロッカ制御用スロープに設定することが可能になる。
【００３５】
第１の情報は、波長可変レーザの各チャンネル波長ごとに設定されていてもよい。また、第１の情報は、波長可変レーザの初期波長が、ロッカ用エタロンの１つの増加スロープとそれに続く１つの減少スロープとの両方を含む帯域の範囲内で実現される精度をもっていてもよい。さらに、第１の情報は、波長可変レーザの初期波長が、ロッカ用エタロンの増加スロープと減少スロープとの境界の波長を目指した波長を実現するパラメータであってもよい。
【００３６】
本発明に係るレーザ装置の制御プログラムは、透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備えかつ発振波長が可変であるレーザ装置に所望の波長を発振する処理を行わせるためのプログラムであって、所定のパラメータによりレーザ装置に初期波長で発振させる第１の命令と、ロッカ用光検知部の検知結果に基づきレーザ装置の発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かをレーザ装置に検知させる第２の命令と、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープにレーザ装置の発振波長が位置する場合にレーザ装置に発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の命令と、第３の命令の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果との差を参照してレーザ装置の発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザ装置に発振させる第４の命令とを含むことを特徴とするものである。
【００３７】
この場合、本発明に係る制御プログラムにより、所定のパラメータによってレーザ装置に初期波長で発振させる第１の命令がなされ、ロッカ用光検知部の検知結果に基づきレーザ装置の発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かをレーザ装置に検知させる第２の命令がなされ、あらかじめ増加スロープあるいは減少スロープのいずれかに固定的に決定されているロッカ制御用スロープとは異なるスロープにレーザ装置の発振波長が位置する場合にレーザ装置に発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の命令がなされ、第３の命令の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に応じたロッカ用光検知部の検知結果との差を参照してレーザ装置の発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザ装置に発振させる第４の命令がなされる。それにより、初期波長がロッカ制御用スロープ上に位置してなくても、レーザ装置の発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、初期設定時の制御精度を高くすることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。
【００３８】
本発明に係るレーザ装置の他の制御プログラムは、透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部を備えかつ発振波長が可変であるレーザ装置に所望の波長を発振する処理を行わせるためのプログラムであって、所定のパラメータによりレーザ装置に初期波長で発振させる第１の命令と、ロッカ用光検知部の検知結果に基づきレーザ装置の発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かをレーザ装置に検知させる第２の命令と、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープにレーザ装置の発振波長が位置する場合に、レーザ装置に発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の命令と、第３の命令の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づくロッカ用光検知部の検知結果との差を参照してレーザ装置の発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザ装置に発振させる第４の命令とを含むことを特徴とするものである。
【００３９】
この場合、本発明に係る制御プログラムにより、所定のパラメータによってレーザ装置に初期波長で発振させる第１の命令がなされ、ロッカ用光検知部の検知結果に基づきレーザ装置の発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かをレーザ装置に検知させる第２の命令がなされ、目標発振波長が位置するロッカ制御用スロープを決定するスロープ指示情報により決定されたスロープとは異なるスロープにレーザ装置の発振波長が位置する場合に、レーザ装置に発振波長をロッカ制御用スロープにスキップさせる第３の命令がなされ、第３の命令の後にロッカ用光検知部の検知結果と目標発振波長に基づくロッカ用光検知部の検知結果との差を参照してレーザ装置の発振波長が目標発振波長に近づくようにレーザ装置に発振させる第４の命令がなされる。それにより、初期波長がスロープ指示情報により指定されたロッカ制御用スロープ上に位置してなくても、レーザ装置の発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、初期設定時の制御精度を高くすることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。また、第２の情報を書き換えるだけで増加スロープおよび減少スロープのいずれか任意のスロープをロッカ制御用スロープに設定することが可能になる。
【００４０】
第２の命令は、レーザ装置の発振波長を変化させることによって生じる波長ロッカ用エタロンの透過光強度の増減関係に基づいて、レーザ装置の発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているか否かを検知させる命令であってもよい。この場合、レーザ装置の発振波長がロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれのスロープに位置しているかを確実に検知することができる。
【００４１】
レーザ装置は、位相調整部を備え、第２の命令の際のレーザ装置の発振波長の制御は、位相調整部によりなされてもよい。また、レーザ装置は、レーザ装置の温度を制御する温度制御装置をさらに備え、第２の命令および第３の命令の少なくともいずれか一方の命令の際のレーザ装置の発振波長の制御は、温度制御装置によってなされてもよい。
【００４２】
本発明に係るレーザモジュールは、発振波長が可変であるレーザと、透過特性に周期的な波長ピークを有するロッカ用エタロンとロッカ用エタロンを透過する光を検知するロッカ用光検知部とを備えた波長ロッカ部とを備え、レーザの初期波長の精度は、ロッカ用エタロンの１つの増加スロープとそれに続く１つの減少スロープの両方を含む帯域内の精度であることを特徴とするものである。この場合、レーザの初期波長はロッカ用エタロンの増加スロープおよび減少スロープのいずれに位置していてもよい。したがって、初期設定時の制御精度を高くすることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。
【００４３】
レーザは、外部共振器を備え、初期波長の精度は、外部共振器の組立精度を含んでいてもよい。また、レーザは、レーザの発振光の位相を制御する位相制御部をさらに備えていてもよい。さらに、初期波長の精度は、初期波長が増加スロープおよび減少スロープの境界の波長を目指した場合における精度であってもよい。
【発明の効果】
【００４４】
本発明によれば、初期設定時の制御精度を高くすることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
【実施例１】
【００４６】
図１は、第１実施例に係るレーザ装置１００の全体構成を示す模式図である。図１に示すように、レーザ装置１００は、レーザモジュール２００および制御装置３００を備える。レーザモジュール２００は、外部共振型レーザ１０、出力部２０、波長ロッカ部３０および温度制御装置４０を備える。
【００４７】
外部共振型レーザ１０は、半導体光増幅器１１、位相調整器１２、固定エタロン１３、液晶エタロン１４およびミラー１５を含む。位相調整器１２は、半導体光増幅器１１の後部に固定されている。固定エタロン１３、液晶エタロン１４およびミラー１５は、半導体光増幅器１１および位相調整器１２の後方に順に配置されている。
【００４８】
半導体光増幅器１１は、制御装置３００の指示に従って、所定の有効波長帯域を有する入力光にゲインを与えてレーザ光を出力する。半導体光増幅器１１の前部にはミラー１６が設けられている。位相調整器１２の屈折率は、制御装置３００から与えられる電圧、電流等の電気信号に応じて変化する。位相調整器１２の屈折率が変化すると、外部共振型レーザ１０の縦モードの位相が変化する。位相調整器１２を透過した透過光は、固定エタロン１３に入射される。
【００４９】
固定エタロン１３は、所定の波長周期で光を透過するバンドパスフィルタからなる。それにより、固定エタロン１３に入射された光は、所定のピークを有する光となって固定エタロン１３から液晶エタロン１４に対して射出される。また、固定エタロン１３は、半導体光増幅器１１からの光に対して傾斜するように配置されている。本実施例においては、固定エタロン１３は、８８チャネル以上のエタロンピークを有する。以下、エタロンが透過光に与える波長ピークのことをエタロンピークと呼ぶ。なお、固定エタロンとは、入射光に対する屈折率が一定であるエタロンのことをいう。
【００５０】
液晶エタロン１４は、所定の波長周期で光を透過する液晶型バンドパスフィルタからなる。液晶エタロン１４の屈折率は、制御装置３００から印加される電圧等の電気信号に応じて変化する。液晶エタロン１４のエタロンピークの波長は、液晶エタロン１４の屈折率が変化することにより変化する。また、液晶エタロン１４は、半導体光増幅１１からの光に対して傾斜するように配置されている。ミラー１５は、液晶エタロン１４を透過する光を反射する。ミラー１５は、入射光の一部を反射する一部反射ミラーであってもよく、全反射ミラーであってもよい。
【００５１】
半導体光増幅器１１により増幅された光は、半導体光増幅器１１のミラー１６により反射され、位相調整器１２、固定エタロン１３および液晶エタロン１４を透過してミラー１５に入射される。ミラー１５に入射される光は、ミラー１５により反射され、液晶エタロン１４、固定エタロン１３および位相調整器１２を透過し、半導体光増幅器１１のミラー１６により反射される。このように、半導体光増幅器１１により増幅された光は、ミラー１５とミラー１６との間で共振し、外部共振型レーザ１０の外部に出力される。
【００５２】
出力部２０は、ビームスプリッタ２１およびシャッタ２２を含む。ビームスプリッタ２１は、外部共振型レーザ１０から与えられた光の一部を透過してシャッタ２２に与えるとともに、外部共振型レーザ１０から与えられた光の一部を反射して波長ロッカ部３０に与える。シャッタ２２は、制御装置３００の指示に従って、ビームスプリッタ２１から与えられた光の外部への出力を制御する。それにより、レーザ装置１００が出力する光の波長、出力パワー、位相等の調整を行う際に不安定な光の外部出力を停止することができる。
【００５３】
波長ロッカ部３０は、ビームスプリッタ３１、ロッカ用エタロン３２および光検知素子３３，３４を含む。ビームスプリッタ３１は、ビームスプリッタ２１から与えられた光の一部を透過してロッカ用エタロン３２に与えるとともに、ビームスプリッタ２１から与えられた光の一部を反射して光検知素子３４に与える。ロッカ用エタロン３２に与えられた光は、所定の周期の波長ピークを有する光となって光検知素子３３に与えられる。
【００５４】
光検知素子３３は、ロッカ用エタロン３２から与えられた光の光強度を測定し、制御装置３００にその測定結果を与える。光検知素子３４は、ビームスプリッタ３１から与えられた光の光強度を測定し、制御装置３００にその測定結果を与える。制御装置３００は、光検知素子３３から与えられる測定結果に基づいて、外部共振型レーザ１０の発振波長を検知する。また、制御装置３００は、光検知素子３３の測定結果と光検知素子３４の測定結果との比によって、外部共振型レーザ１０の発振波長がロッカ用エタロン３２の増加スロープ上に位置しているのか減少スロープ上に位置しているのかを検知することができる。詳細は後述する。
【００５５】
外部共振型レーザ１０、出力部２０および波長ロッカ部３０は、温度制御装置４０上に配置されている。温度制御装置４０は、制御装置３００の指示に従って、一定の温度を保持する。それにより、外部共振型レーザ１０、出力部２０および波長ロッカ部３０の温度が一定に保持され、レーザ装置１００から出力される光の波長が安定化する。また、温度制御装置４０は、内部に温度センサ（図示せず）を備える。この温度センサは、温度制御装置４０の温度を制御装置３００に与える。なお、温度制御装置４０の温度を制御することにより、液晶エタロン１４およびロッカ用エタロン３２のエタロンピークを調整することもできる。
【００５６】
制御装置３００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）等から構成される。制御装置３００のＲＯＭには、レーザ装置１００の制御情報４００および制御プログラム５００が格納されている。制御装置３００は、プログラム５００による命令に基づいて、光検知素子３３，３４の検知結果を参照し、また、制御情報４００を用いて、半導体光増幅器１１、位相調整器１２、液晶エタロン１４、シャッタ２２および温度制御装置４０の制御を行う。
【００５７】
次に、レーザ装置１００の制御情報４００について説明する。図２は、レーザ装置１００の制御情報４００を説明する図である。図２（ａ）は制御情報４００のテーブルを示し、図２（ｂ）は制御情報４００が格納される記録媒体を示し、図２（ｃ）は制御情報４００が利用者に送信される様子を示す図である。
【００５８】
図２（ａ）に示すように、制御情報４００は、初期パラメータ４００ａ、スキップパラメータ４００ｂおよび目標パラメータ４００ｃを含む。初期パラメータ４００ａは、レーザ装置１００が初期波長を出力するように定められたパラメータであり、サーミスタ温度、半導体光増幅器１１の制御電流値、位相調整器１２の制御電気信号、液晶エタロン１４の制御電圧値を含む。制御装置３００は、初期パラメータ４００ａを用いて半導体光増幅器１１、位相調整器１２および液晶エタロン１４の初期化を行う。
【００５９】
スキップパラメータ４００ｂは、外部共振型レーザ１０の発振波長をロッカ用エタロン３２の所定のスロープにスキップさせるための液晶エタロン１４の制御電圧値を含む。制御装置３００は、スキップパラメータ４００ｂを用いて外部共振型レーザ１０の発振波長を制御する。
【００６０】
目標パラメータ４００ｃは、外部共振型レーザ１０が所望の発振波長を出力する場合の光検知素子３３，３４のターゲット電流値を含む。初期パラメータ４００ａ、スキップパラメータ４００ｂおよび目標パラメータ４００ｃは、各チャネルごとに設定されている。制御装置３００は、目標パラメータ２００ｂを用いて外部共振型レーザ１０の出力光の初期化後に外部共振型レーザ１０の出力光強度および位相を制御する。
【００６１】
次に、制御情報４００の作成方法について説明する。まず、温度制御装置４０の温度が所定の温度になるように、制御装置３００により温度制御装置４０を制御する。次いで、ビームスプリッタ２１から出力されるレーザ光のピーク波長および光強度が所定の値になるように、制御装置３００により外部共振型レーザ１０を制御する。
【００６２】
この場合の半導体光増幅器１１の制御電流値、位相調整器１２の制御電気信号、液晶エタロン１４の制御電圧値、光検知素子３３，３４のターゲット電流値および温度制御装置４０のサーミスタによる検知結果を制御装置３００のＲＯＭに記録する。また、レーザ装置１００の目標出力光強度を制御装置３００のＲＯＭに記録する。以上の作業を固定エタロン１３の各チャネルごとに行う。以上の作業により、初期パラメータ４００ａおよび目標パラメータ４００ｃが作成される。
【００６３】
スキップパラメータ４００ｂは、計算によって求めた値を制御装置３００のＲＯＭに記録してもよく、外部共振型レーザ１０の発振波長をロッカ用エタロン３２の隣接するスロープにスキップさせた場合の液晶エタロン１４の制御電圧値を制御装置３００のＲＯＭに記録してもよい。
【００６４】
図２（ｂ）に示すように、制御情報４００は、記録媒体４０１に格納されている。記録媒体４０１としては、半導体メモリ、磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体を用いることができる。制御装置３００は、記録媒体４０１に格納されている制御情報４００を用いて、レーザ装置１００が出力する光の波長の制御を行う。詳細は後述する。また、図２（ｃ）に示すように、制御情報４００は、インターネット４０２等の電子的送信手段により利用者があらかじめ準備する記録媒体に記録される。
【００６５】
続いて、制御装置３００によるレーザ装置１００の制御方法について説明する。まず、制御装置３００は、初期パラメータ４００ａに基づいて半導体光増幅器１１、位相調整器１２および液晶エタロン１４の初期化を行う。それにより、外部共振型レーザ１０は、初期波長での発振を行う。この初期波長は、ロッカ用エタロン３２の増加スロープおよび減少スロープのいずれに位置していてもよい。
【００６６】
次に、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長がいずれのスロープに位置しているか否かを検知する。まず、光検知素子３３によって外部共振型レーザ１０からの出力光強度を検知する。次に、制御装置３００は、位相調整器１２により外部共振型レーザ１０の発振光の位相を変化させる。
【００６７】
この場合、外部共振型レーザ１０の発振光の位相を増加させた場合に外部共振型レーザ１０からの出力光強度が増加すれば、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長は増加スロープ上に位置していると判断する。一方、外部共振型レーザ１０の発振波長の位相を増加させた場合に外部共振型レーザ１０からの出力光強度が減少すれば、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長は減少スロープ上に位置していると判断する。
【００６８】
なお、制御装置３００は、光検知素子３３の測定値と光検知素子３４の測定値との比に基づいて外部共振型レーザ１０の発振波長がいずれのスロープに位置しているかを判断してもよい。この場合、外部共振型レーザ１０からの出力光の光強度が変化しても、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長がいずれのスロープに位置しているかを正確に判断することができる。
【００６９】
ここで、位相調整器１２によって外部共振型レーザ１０の発振波長を制御する場合について説明する。図３は、位相調整器１２により外部共振型レーザ１０の発振波長を変化させた場合における、外部共振型レーザ１０の発振波長と外部共振型レーザ１０の発振波長の位相との関係を示す図である。図３の縦軸は外部共振型レーザ１０の発振波長を示し、図３の横軸は外部共振型レーザ１０の発振光の位相を示す。
【００７０】
図３に示すように、位相が進むにつれて発振波長は減少する。また、位相が２π進むと発振波長は元の発振波長に戻る。このように、発振波長は周期性を有し、その位相周期は２πである。したがって、位相調整器１２によって外部共振型レーザ１０の発振波長の位相を調整することにより、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長が隣接する別のスロープ上の波長まで変化することを防止することができる。以上のような関係に基づいて、制御装置３００は、位相調整器１２によって外部共振型レーザの発振波長を制御する。
【００７１】
なお、本実施例においては、初期波長の位置を検知する際に、位相調整器１２により外部共振型レーザ１０の発振波長を変化させているがそれに限られない。また、半導体光増幅器１１に与える電流を変化させて半導体光増幅器１１を構成する半導体の屈折率を変化させることによって外部共振型レーザの発振波長を変化させてもよい。さらに、温度制御装置４０により外部共振型レーザ１０の発振波長を変化させてもよい。また、半導体光増幅器１１に与える電流の制御および温度制御装置４０の制御を組み合わせて外部共振型レーザの発振波長を変化させてもよい。
【００７２】
次いで、制御装置３００は、ロッカ制御用スロープ上の波長範囲に初期波長が含まれるように、外部共振型レーザ１０の発振波長をスキップさせる。本実施例においては、ロッカ制御用スロープは増加スロープに設定されている。この動作を、図４に基づいて説明する。図４は、ロッカ用エタロン３２の透過光の光強度と波長との関係を示す図である。図４の縦軸はロッカ用エタロン３２の透過光の光強度を示し、図４の横軸はロッカ用エタロン３２の透過光の波長を示す。
【００７３】
図４に示すように、目標発振波長をλ０とする。本実施例においてはロッカ制御用スロープが増加スロープに設定されていることから、目標発振波長λ０は増加スロープ上に位置している。この場合、外部共振型レーザ１０の初期波長が減少スロープ上の波長（例えば、λ１’）であれば、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長を目標発振波長λ０が存在する増加スロープ上にスキップさせる。
【００７４】
図４においては、外部共振型レーザ１０の発振波長は、初期波長λ１’から片側スロープの波長幅であるΔλ１’を差し引かれて波長λ１になる。外部共振型レーザ１０の発振波長のスキップは、スキップパラメータ４００ｂに基づいて液晶エタロン１４への印加電圧が制御されることによってなされる。
【００７５】
次に、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長が目標発振波長λ０になるように外部共振型レーザ１０を制御する。この場合、制御装置３００は、光検知素子３３が検知する光強度が図４のＰ０になるように（または、光検知素子３３と光検知素子３４との測定値の比が所定の値になるように）、位相調整器１２によって外部共振型レーザ１０の発振波長を制御する。なお、制御装置３００は、温度制御装置４０によって外部共振型レーザ１０の発振波長を制御することもできる。
【００７６】
なお、初期波長が増加スロープ上に位置している場合には、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長をスキップさせることなく外部共振型レーザ１０の発振波長を波長ロッカ部３０により制御する。また、本実施例においてはロッカ制御用スロープが増加スロープに設定されているが、減少スロープに設定されていてもよい。
【００７７】
このように、本実施例に係るレーザ装置１００においては、初期波長がロッカ制御用スロープ上に位置していなくても、レーザ装置１００の発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、初期設定時の制御精度を高くすることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。また、初期波長が増加スロープおよび減少スロープのいずれに位置していてもいいことから、初期波長のパラメータとして、ロッカ用エタロン３２の透過光のピーク波長またはボトム波長をねらった（目指した）パラメータを採用することが可能となる。
【００７８】
続いて、制御プログラム５００について説明する。制御装置３００は、制御プログラム５００の命令に基づいてレーザ装置１００を制御する。以下、制御プログラム５００の詳細を説明する。図５は、制御プログラム５００の一例をフローチャートにより表した図である。このフローチャートは、ロッカ制御用スロープが増加スロープに設定されている場合のフローチャートである。
【００７９】
図５に示すように、まず、制御装置３００は、初期パラメータ４００ａに基づいて外部共振型レーザ１０にレーザ発振させる（ステップＳ１）。次に、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長が増加スロープおよび減少スロープのいずれに位置するかを検知する（ステップＳ２）。この場合、制御装置３００は、光検知素子３３，３４の検知結果に基づいて検知する。次いで、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長が増加スロープ上にあるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００８０】
ステップＳ３において外部共振型レーザ１０の発振波長が増加スロープ上にあると判定された場合、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長が所望の波長になるように、外部共振型レーザ１０を制御する（ステップＳ４）。その後、制御装置３００は、ステップＳ４の動作を維持する。
【００８１】
ステップＳ３において外部共振型レーザ１０の発振波長が増加スロープ上にあると判定されなかった場合、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長を増加スロープに向けてスキップさせる（ステップＳ５）。このスキップにおいては、一気に大きな波長でスキップするのではなく、少量のスキップ量で波長を変化させる。そして、このスキップを実施した後、一旦、ステップＳ２のスロープ検知、ステップＳ３の判定を実施する。このループをステップＳ３において発振波長が増加スロープ上にあると判定されるまで実施する。その後、制御装置３００は、ステップＳ４の動作を行う。
【００８２】
以上のことから、外部共振型レーザ１０の初期波長がロッカ制御用スロープ上に位置してなくても、外部共振型レーザ１０の発振波長を所望の波長に制御することができる。したがって、初期設定時の制御精度を高くすることなく、所望の波長を効率よく実現することができる。その結果、波長ロッカシステムの利用を低コストで実現可能とすることができる。
【００８３】
本実施例においては、外部共振型レーザ１０がレーザまたは波長可変レーザに相当し、制御装置３００がレーザ装置に制御装置または制御手段に相当し、位相調整器１２が位相調整部に相当する。また、本実施例に係る制御情報４００は請求項１６の制御情報に相当し、初期パラメータ４００ａが第１の情報に相当し、スキップパラメータ４００ｂが第２の情報に相当し、目標パラメータ４００ｃが第３の情報に相当する。
【実施例２】
【００８４】
続いて、第２実施例に係るレーザ装置１００ａについて説明する。レーザ装置１００ａが図１のレーザ装置１００と異なる点は、制御情報４００の代わりに制御情報４１０を備える点および制御プログラム５００の代わりに制御プログラム４００ａを備える点である。レーザ装置１００ａのその他の構成はレーザ装置１００と同様である。
【００８５】
図６は、レーザ装置１００ａの制御情報４００の他の例である制御情報４１０について説明する図である。制御情報４１０が図２の制御情報４００と異なる点は、スロープ指示情報４００ｄをさらに含む点である。
【００８６】
スロープ指示情報４００ｄは、増加スロープおよび減少スロープのいずれをロッカ制御用スロープに指定するかを決定するためのデータである。したがって、スロープ指示情報４００ｄを書き換えるだけで増加スロープおよび減少スロープのいずれか任意のスロープをロッカ制御用スロープに設定することが可能になるのである。換言すれば、同様の構成を有する複数のレーザ装置を出荷した後に、制御情報を書き換えるだけでいずれのスロープをロッカ制御用スロープとして用いるかを決定できることになる。
【００８７】
本実施例においては、制御装置３００は、スロープ指示情報４００ｄに基づいてロッカ制御用スロープを決定する。続いて、制御プログラム５００ａについて説明する。制御装置３００は、制御プログラム５００ａの命令に基づいてレーザ装置１００ａを制御する。以下、制御プログラム５００ａの詳細を説明する。
【００８８】
図７は、制御プログラム５００ａの一例をフローチャートにより表した図である。図７に示すように、まず、制御装置３００は、初期パラメータ４００ａに基づいて外部共振型レーザ１０にレーザ発振させる（ステップＳ１１）。次に、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長が増加スロープおよび減少スロープのいずれに位置するかを検知する（ステップＳ１２）。この場合、制御装置３００は、光検知素子３３，３４の検知結果に基づいて検知する。次いで、制御装置３００は、制御情報４１０のスロープ指示情報４００ｄを取得する（ステップＳ１３）。次に、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長がスロープ指示情報４００ｄに設定されているスロープ上にあるか否かを判定する（ステップＳ１４）。
【００８９】
ステップＳ１４において外部共振型レーザ１０の発振波長がスロープ指示情報４００ｄに設定されているスロープ上にあると判定された場合、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長が所望の波長になるように、外部共振型レーザ１０を制御する（ステップＳ１５）。その後、制御装置３００は、ステップＳ１５の動作を維持する。
【００９０】
ステップＳ１４において外部共振型レーザ１０の発振波長がスロープ指示情報４００ｄに設定されているスロープ上にあると判定されなかった場合、制御装置３００は、外部共振型レーザ１０の発振波長をスロープ指示情報４００ｄによって指示されたスロープに向けてスキップさせる（ステップＳ１６）。このスキップにおいては、一気に大きな波長でスキップするのではなく、少量のスキップ量で波長を変化させる。そして、このスキップを実施した後、一旦、ステップＳ１２のスロープ検知、ステップＳ１３のスロープ指示情報の取得およびステップＳ１４の判定を実施する。このループをステップＳ１４において発振波長が増加スロープ上にあると判定されるまで実施する。その後、制御装置３００は、ステップＳ１５の動作を行う。
【００９１】
以上のことから、制御装置３００は、初期波長が増加スロープおよび減少スロープのいずれにあっても、効率よく外部共振型レーザ１０の発振波長を所望の波長に制御することができる。また、本実施例に係る制御情報４１０は請求項１７の制御情報に相当し、初期パラメータ４００ａが第１の情報に相当し、スロープ指示情報４００ｄが第２の情報に相当し、スキップパラメータ４００ｂが第３の情報に相当し、目標パラメータ４００ｃが第４の情報に相当する。
【実施例３】
【００９２】
図８は、第３実施例に係るレーザ装置１００ｂの全体構成を示す模式図である。レーザ装置１００ｂが図１のレーザ装置１００と異なる点は、外部共振型レーザ１０の代わりにレーザチップ５０が搭載されている点である。このレーザチップ５０としては、例えば、ＤＦＢレーザがあげられる。レーザチップ５０は、制御装置３００からの指示により、単一の波長光を出力する。レーザチップ５０の屈折率は、温度変化により変化する。したがって、レーザチップ５０の温度を制御することにより、レーザチップ５０の出力波長を制御することができる。レーザチップ５０の出力波長の制御は、温度制御装置４０によりなされる。
【００９３】
本実施例においては、レーザチップ５０の初期波長が所望の発振波長が位置するスロープと異なるスロープに位置する場合、温度制御装置４０によりレーザチップ５０の発振波長をスキップさせる。また、発振波長をスキップさせた後は、制御装置３００は、温度制御装置４０よりレーザチップ５０の温度を制御することにより、レーザチップ５０に所望の発振波長を出力させる。したがって、本実施例に係るレーザ装置１００ｂは、第１実施例に係るレーザ装置１００と同様の効果を有する。
【００９４】
以上のことから、本発明は、第１実施例に係るレーザ装置１００および第２実施例に係るレーザ装置１００ｂのように波長可変レーザを備えるレーザ装置だけではなく、第３実施例に係るレーザ装置１００ｂのようにレーザチップのような外部共振器を持たないレーザを備えるレーザ装置にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】第１実施例に係るレーザ装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】レーザ装置の制御情報を説明する図である。
【図３】位相調整器により外部共振型レーザの発振波長を変化させた場合における、外部共振型レーザの発振波長と外部共振型レーザの発振波長の位相との関係を示す図である。
【図４】ロッカ用エタロンの透過光の光強度と波長との関係を示す図である。
【図５】制御プログラムの一例をフローチャートにより表した図である。
【図６】制御情報の他の例について説明する図である。
【図７】制御プログラムの一例をフローチャートにより表した図である。
【図８】第３実施例に係るレーザ装置の全体構成を示す模式図である。
【図９】従来のレーザ装置における波長制御を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９６】
１０  外部共振器型レーザ
１１  半導体光増幅器
１２  位相調整器
１３  固定エタロン
１４  液晶エタロン
１５  ミラー
２０  出力部
２２  シャッタ
３０  波長ロッカ部
３２  ロッカ用エタロン
３３，３４  光検知素子
４０  温度制御装置
５０  レーザチップ
１００，１００ａ  レーザ装置
２００  レーザモジュール
３００  制御装置
４００，４１０  制御情報
４００ａ  初期パラメータ
４００ｂ  スキップパラメータ
４００ｃ  目標パラメータ
４００ｄ  スロープ指示情報
５００  制御プログラム
【図１】
2006286955.tif 000003
【図２】
2006286955.tif 000004
【図３】
2006286955.tif 000005
【図４】
2006286955.tif 000006
【図５】
2006286955.tif 000007
【図６】
2006286955.tif 000008
【図７】
2006286955.tif 000009
【図８】
2006286955.tif 000010
【図９】
2006286955.tif 000011